RĪGAS TEHNISKĀ UNIVERSITĀTE Anita GERIŅA-ANCĀNE Rīga 2012

31 Pages·2012·0.98 MB·Latvian

RĪGAS TEHNISKĀ UNIVERSITĀTE

Anita GERIŅA-ANCĀNE

PARETO PRINCIPA PIELIETOJUMS INŽENIERTEHNISKO
IZSTRĀDĀJUMU KONSTRUKCIJU UN DIZAINA
NOVĒRTĒŠANĀ

Promocijas darba kopsavilkums

Rīga 2012
RĪGAS TEHNISKĀ UNIVERSITĀTE
Transporta un mašīnzinību fakultāte
Mehānikas institūts

Anita GERIŅA-ANCĀNE
Doktora studiju programmas „Inženiertehnika, mehānika un mašīnbūve” doktorante

PARETO PRINCIPA PIELIETOJUMS INŽENIERTEHNISKO
IZSTRĀDĀJUMU KONSTRUKCIJU UN DIZAINA
NOVĒRTĒŠANĀ

Promocijas darba kopsavilkums

Zinātniskie vadītāji
Dr. sc. ing., profesors
A.Januševskis
Dr. habil. sc. ing., profesors
J.VĪBA

Rīga 2012

2
UDK 658.512.2 + 519.8](043)
Ge 684 p

Geriņa-Ancāne A. Pareto principa pielietojums
inženiertehnisko izstrādājumu konstrukciju un
dizaina novērtēšanā. Promocijas darba
kopsavilkums. – R.:RTU, 2012. – 31 lpp.

Iespiests saskaņā ar MI 2012. gada 19.jūnija
lēmumu, protokols Nr. 22

Šis darbs izstrādāts ar Eiropas Sociālā fonda atbalstu projektā
«Atbalsts RTU doktora studiju īstenošanai».

3
PROMOCIJAS DARBS
IZVIRZĪTS INŽENIERZINĀTŅU
DOKTORA GRĀDA IEGŪŠANAI RĪGAS TEHNISKAJĀ
UNIVERSITĀTĒ

Promocijas darbs inženierzinātņu doktora grāda iegūšanai tiek publiski
aizstāvēts 2012.g. ….…………………… Rīgas Tehniskās universitātes
Transporta un mašīnzinību fakultātē, Ezermalas ielā 6, …… auditorijā.

OFICIĀLIE RECENZENTI

Profesors, Dr. habil.sc.ing. Mihails Zakrževskis
Rīgas Tehniskā universitāte

Profesors, tehnisko zinātņu doktors Grigorijs Panovko
Krievijas ZA Mašīnzinību institūts

Profesors, Dr. habil.sc.ing. Juris Cimanskis
Latvijas Jūras akadēmija

APSTIPRINĀJUMS

Apstiprinu, ka esmu izstrādājusi doto promocijas darbu, kas iesniegts
izskatīšanai Rīgas Tehniskajā universitātē inženierzinātņu (vai cita) doktora
grāda iegūšanai. Promocijas darbs nav iesniegts nevienā citā universitātē
zinātniskā grāda iegūšanai.

Anita Geriņa-Ancāne …………………………….(Paraksts)

Datums: ………………………

Promocijas darbs ir uzrakstīts latviešu valodā, satur ievadu, 7 nodaļas,
secinājumus, literatūras sarakstu, 67 attēlus un 10 tabulas, kopā 118 lappuses.
Literatūras sarakstā ir 73 nosaukums.

4
SATURA RĀDĪTĀJS

DARBA VISPĀRĒJS RAKSTUROJUMS ................................................................... 6
Tēmas aktualitāte ....................................................................................................... 6
Darba mērķis .............................................................................................................. 6
Pētījuma uzdevumi..................................................................................................... 7
Darba zinātniskā novitāte ........................................................................................... 7
Darba praktiskā vērtība .............................................................................................. 8
Aizstāvēšanai tiek izvirzīts ........................................................................................ 8
Darba sastāvs un apjoms ............................................................................................ 8
Darba aprobācija un publikācijas ............................................................................... 8
DARBA SATURS ......................................................................................................... 9
Pirmā nodaļa .............................................................................................................. 9
Otrā nodaļa ............................................................................................................... 10
Trešā nodaļa ............................................................................................................. 13
Ceturtā nodaļa .......................................................................................................... 15
Piektā nodaļa ............................................................................................................ 19
Sestā nodaļa ............................................................................................................. 21
Septītā nodaļa ........................................................................................................... 24
SECINĀJUMI .............................................................................................................. 27
PUBLIKĀCIJU SARAKSTS ...................................................................................... 28
LITERATŪRAS SARAKSTS ..................................................................................... 30

5
DARBA VISPĀRĒJS RAKSTUROJUMS
Tēmas aktualitāte
Vairums mūsu valsts ražotāju diemžēl neapzinās rūpnieciskā dizaina
nozīmi un to pievienoto vērtību, ko produktam var dot dizainera darba
piesaiste. Bieži vien valda stereotipi uzskatos par dizainu. Parasti tas tiek
pasniegts sašaurinātā izpratnē kā mājokļa, sabiedrisku iestāžu, dārza,
arhitektūras telpas iekārtojums vai arī saistīts ar augstās modes jomu. Tomēr
pastāv arī tāda visnotaļ būtiska joma kā rūpnieciskais dizains. Ja ražotājs prot
prasmīgi izmantot dizainera pakalpojumus, viņš savai produkcijai gūst lielu
pievienoto vērtību ne tikai gaumes un skaistuma, bet arī materiālā izpratnē.
Promocijas darba galvenais uzdevumus ir noskaidrot dizaina lomu
Latvijas ražošanas uzņēmumos, kā arī kā pareizi novērtēt labāko dizaina
variantu inovatīvam ražojumam.
Baltijas un Skandināvijas valstis atrodas reģionā ar senām rūpnieciskā
dizaina tradīcijām. Piemēram, Zviedrijā ražotāji vārda tiešā nozīmē cīnās, lai
iegūtu labu speciālistu – dizaineru. Zviedrijā uzņēmēji šādu speciālistu jau
noskata studiju laikā, studentiem maksā stipendijas un piedāvā stažēšanos savā
uzņēmumā. Pie mums ir citādi. Ir ļoti grūti atrast latviešu uzņēmēju, kurš būtu
pieaicinājis dizaineru jau produkta rašanās sākumstadijā. Uzņēmēji neapzinās
tās iespējas, ko var piedāvāt dizainers. Lielā mērā pie tā vainojams informācijas
trūkums, tāpat dizains tiek uztverts ļoti šaurā nozīmē – tikai kā iepakojums vai
reklāma (Borja de Mozota (2003)).
Inovāciju pētījumi Latvijā ļauj secināt, ka starp rūpniecību un
zinātni/pētniecību ir ļoti vāja sadarbība. Šo faktu var uzskatīt par vienu no
lielākajiem inovāciju un jaunu dizaina produktu attīstības šķēršļiem Latvijā
(Belmane (2004)).
Daudzas preces šodien sasniedz augstu tehniskas kvalitātes līmeni.
Augsta tehniskā kvalitāte vairs nav izšķirošais faktors. Augsta tehniskā
kvalitāte kļuvusi par nepieciešamu faktoru jebkurai precei vai pakalpojumam,
kas var reāli konkurēt šodienas tirgū. Kad vairums konkurējošu preču un
pakalpojumu ir vienādi tehniskajā kvalitātē, izšķirošā loma pircēju lēmumos ir
tādiem emocionāliem faktoriem, kā gaume un simboliskā vērtība (Mollerup
Designlab A/S (2004)).
Daudzos gadījumos pircējs nevar novērtēt preču un pakalpojumu
tehnisko kvalitāti pirms to lietošanas. Tas palielina emocionālās un simboliskās
pievilcības vērtību. Dažos gadījumos, preču un pakalpojumu tehniskā kvalitāte
nav nozīmīgs faktors pircēju lēmumos. Pircēji izraugās preces emocionālu
iemeslu dēļ.

Darba mērķis
Promocijas darba mērķis ir Pareto teorijas elementu, principu un
efektivitātes analīzes pielietojums jaunu inovatīvu inženiertehnisko
izstrādājumu radīšanā un to dizaina novērtēšanā. Papildus tam tiek pilnveidotas
6
matemātiskās objektu analīzes, optimizācijas un sintēzes metodes,
modernizējot tās ar Pareto un Fuzzy vadības elementiem.

Pētījuma uzdevumi
Lai sasniegtu izvirzītos mērķus un realizētu nospraustos uzdevumus,
promocijas darba izstrādes procesā izpētīta dizaina vēsture un veikts literatūras
apskats par dizaina lomu projektēšanas iestādēs un ražošanas uzņēmumos.
Veikts literatūras apskats par Pareto novērtējumu un par Izplūdušo (Fuzzy)
elementu metodes pielietojumu inženierzinātnēs un procesu vadības teorijā.
Lai realizētu praktisko daļu, tika pielietotas šādas pētījumu metodes:
GEM, mazāko kvadrātu metode, lineārā un nelineārā metode, kā arī izplūdušo
(Fuzzy) elementu metode un parametru normēšana. Tika izmantota Pc Crash
datu bāze, adaptīvās elektromehāniskas vadības sistēmas sintēzei izmantota
MathCAD programmatūra. Kontroles mērinstrumentu paneļa statiskajiem un
dinamiskajiem aprēķiniem, kā arī ietekmei uz vidi pielietota SolidWorks
programmatūra.
Pētījumu rezultātu uzskatāmības nodrošināšanai tiek izmantotas tabulas
un attēli.
Darba zinātniskā novitāte
Promocijas darba zinātniskā teorētiskā novitāte – izstrādātas metodes
inženiertehnisko objektu novērtēšanā un projektēšanā. Lietotas mūsdienīgas
analīzes un datu apstrādes metodes.
Pilnveidota Pareto metodika divu parametru (komerciālā transporta cena
un kalpošanas laiks) kritērija uzdevuma optimizācijai vieglo automobiļu
vērtības izpētē. Parametru kritērijiem pielietota mazāko kvadrātu metode,
lineārā un nelineārā metode, un iegūtas grafiskas līknes tālākai aproksimācijai
– izplūdušo (Fuzzy) elementu metode. Pielietojot MathCAD programmatūru,
parādīts, ka Fuzzy metodi iegūtās līknes labi sakrīt ar Pareto robežas
nosacījumiem.
Izstrādāta metode komerciālā transporta vairāku tehnisko parametru
novērtēšanas kritērijam. Parametru normēšana veikta diapazonā no 0 līdz 1,
izmantojot Eiklīda telpu. Izstrādātā ranžēšanas metodika ir pielietojama ne tikai
automobiļu ekspertīzes veikšanai no pircēja viedokļa, bet arī citu rūpniecisko
ražojumu izvērtēšanai un salīdzināšanai.
Izstrādāta izplūdušā (Fuzzy) metode dinamisku sistēmu vadības
adaptīvai sintēzei, izmantojot MathCAD programmatūru. Šajā gadījumā
dizains ir jāsaprot kā projektēšanas vadība, Fuzzy izplūdušās vadības sintēze un
optimālā vadības sintēze. Izstrādātie modeļi liecina, ka "sprādziena -
sprādziena" („Bang – Bang”) vadība dod labus rezultātus ārpus stacionāras
kustības kontroles, jo kontrolieri un pievadi var strādāt slēdža režīmā ar ļoti
augstām frekvencēm. Iegūtos rezultātus, var pielietot arī citu vadāmu objektu
kustības sintēzē, piemēram, niršanas ierīcēs, robotikā, zemūdens robotos u.c.
7
Pilnveidota objekta formas parametriskās optimizācijas metode uz
automobiļa kontroles mērinstrumentu paneļa (KMP) bāzes. Metamodeļu
izmantošana, kuru izveidošanai pielieto eksperimenta plānošanas metodi
transportlīdzekļu KMP modelēšanā un komponentu formas uzdošana ar
NURBS splainu atbalsta punktiem, ļauj optimizējot iegūt gludas tehnoloģiski
viegli realizējamas formas un neprasa lielus aprēķinu resursus, līdz ar to
negludās formas kā tādas tiek izslēgtas no meklēšanas procesa.

Darba praktiskā vērtība
Praktiskās izmantošanas perspektīvas – jaunu inovatīvu inženiertehnisko
objektu izstrādē un optimizācijā, lēmumu pieņemšanā, izvērtējot dažādus valsts
mēroga iepirkumus. Jauniegūto metožu pielietojums speciālas programmatūras
izstrādē, kā nākotnes perspektīva ikdienas patērētājam.
Aizstāvēšanai tiek izvirzīts
 Uz statistikas datu bāzes izstrādāta metodika komerciālā transporta
līdzekļu automobiļu novērtējumam, kurā nav nepieciešama ekspertu
kļūdas cenu noteikšanā, kur parādīts, ka Fuzzy līknes labi sakrīt ar
Pareto robežas nosacījumiem. Var apgalvot, ka Pareto robeža ir gandrīz
tas pats, kas Fuzzy vadība.
 Uz Pc Crash datu bāzes parametriem izstrādāta metodika automobiļu
matemātiskai novērtēšanai (ranžēšanai), lietojot normēšanu diapazonā
no 0 līdz 1.
 Izstrādātā ranžēšanas metodika ir pielietojama arī citu rūpniecisko
ražojumu izvērtēšanai un salīdzināšanai.
 Izmantojot izplūdušo (Fuzzy) vadības elementus, ir izstrādāta jauna
metodika, ko var izmantot dažādu veidu transporta sistēmu vadības
sintēzē reālās ceļu situācijās, kā arī citu vadāmu objektu kustības
sintēzē, piemēram, niršanas ierīcēs, robotikā, zemūdens robotos u.c.
 Izstrādāta jauna metodika objektu formas optimizācijai, pielietojot
diskrētus formas uzdošanas parametrus.

Darba sastāvs un apjoms
Promocijas darbs ir uzrakstīts latviešu valodā, satur ievadu, 7 nodaļas,
secinājumus, literatūras sarakstu, 1 pielikumu, 67 attēlus, 10 tabulas, kopā 118
lapaspuses. Literatūras sarakstā ir 73 nosaukums.
Darba aprobācija un publikācijas
Promocijas darba rezultāti ziņoti un apspriesti starptautiskas konferencēs
un zinātniskos semināros:
8
 RTU 50. studentu zinātniskā un tehniskā konference (Rīga, Latvija,
2009)
 RTU 51. Starptautiskā zinātniskā konference (Rīga, Latvija, 2010)
 10th International Scientific Conference Engineering for Rural
Development (Jelgava, Latvija, 2011)
 Apvienotais pasaules latviešu zinātnieku III kongress un Letonikas IV
kongress: sekcija "Tehniskās zinātnes” (Rīga, Latvija, 2011)
 9th International Conference on Advanced Manufacturing Systems and
Technology - AMST'’11 (Mali Lošinj, Horvātija, 2011)
 The 10th International Conference on Vibration Problems (Prāga,
Čehija, 2011)
 VI международная научно-техническая конференция
"Современные проблемы машиностроения" (Tomska, Krievija, 2011)
 11th International Scientific Conference Engineering for Rural
Development (Jelgava, Latvija, 2012)
 15th International Conference on Experimental Mechanics (ICEM15) (Porto,
Portugāle, 2012)
Galvenie darba rezultāti izklāstīti 12 publikācijās un vienā zinātniskajā
monogrāfijā.
DARBA SATURS
Pirmā nodaļa – veikts literatūras apskats par dizaina vēsturi, tā
nozīmīgumu ražošanas uzņēmumos, kā arī noskaidrota tā reālā situācija
Latvijā.
Parādīts, ka dizaina nozīmīgums (pareizs tā skaidrojums un
pielietojums) ir jāskaidro ne tikai uzņēmumu vadības līmenī, bet arī visai
sabiedrībai kopumā, lai tā (kā potenciālais patērētājs) izprastu ražotāju
ieguldīto darbu, un attiecīgo produkta cenu, kas būs augstāka nekā slikti
projektētam produktam vai pakalpojumam.
Zinātniski ar argumentiem parādīts, ka atbalstot vietējos uzņēmumus un
jaunu produktu projektētājus – dizaineru ieguldīto darbu, mēs ceļam valsts
turību, motivējot arī valsti atbalstīt finansiāli, un starptautiskā mērogā.
Vairums nacionālo politiku tieši paziņo, ka uzņēmumu un rūpniecības
konkurētspējas celšana ir to dizaina politikas mērķis. Dizainam jāpievieno
vērtība precēm, pakalpojumiem un uzņēmumiem, tādējādi pievienojot vērtību
valstij kopumā. Gala rezultātā paaugstināta konkurētspēja rada lielāku bagātību
un labklājību, paaugstina turību jeb dzīves kvalitāti. Mērķi, kas tiek minēti
nacionālajās dizaina politikās, ir hierarhiski saitīti savā starpā. Vairumā
gadījumu visi mērķi – izņemot „turību” – ir līdzekļi augstāka līmeņa mērķu
sasniegšanai, ko var redzēt Att. 1. (Mollerup Designlab A/S (2004)).

9
Attēls 1. Nacionālā dizaina politikas mērķi

Promocijas darbā pievērsta uzmanība pareizai koncepcijas izstrādei pie
inovatīvu produktu izstrādes procesa, kas ļautu ražotājiem veiksmīgāk novērst
inovatīva produkta defektus, jau pašā prototipa izstrādes procesā, kā arī
atvieglotu darbu pie vairāku līdzvērtīgu produktu izvēles, piemēram, dažādos
valsts izsludinātajos iepirkumu konkursos, kur parasti visu izsaka cena, kaut
pēc būtības cena neatspoguļo patieso produkta kvalitāti un citus svarīgos
tehniskos rādītājus.
Auditori Latvijas uzņēmumos atklāja virkni neatrisinātu problēmu.
Piemēram, uzņēmumam ir spēcīga tehnoloģiskā puse, ir izpratne par dizainu.
Tie mēģina veidot dizainu pašu spēkiem, kā rezultātā tiek radīta standarta
produkcija, apdarināta ar neparastiem materiāliem vai uzņēmumam pašlaik nav
attīstīts, ne ārējais, ne arī iekšējais dizaina kapitāls, lai gan uzņēmuma vadība
apzinās dizaina specifiskās iespējas un potenciālu, kā arī uzņēmuma dizaina
kapitāla nozīmi uzņēmuma attīstībai.
ASV ir izstrādāti 26 novērtēšanas parametri, pēc kuriem tiek novērtēts
katrs jaunais dizaina produkts (Ulrich un Eppinger (2008)). Pielietojot ASV
metodiku, var secināt, ka tieši ne tik ļoti vizuāli pievilcīgais produkts ir pats
labākais.
Promocijas darbā uzskatāmi ir parādīts objekta dizaina projektēšanas
pozitīvs piemērs, izstrādājot inovatīvu MAZDA automobili, izmantojot KODO
dizaina koncepciju.
Otrā nodaļa veltīta Pareto novērtējuma apskatam – Pareto principam,
efektivitātei un Pareto robežai.
Pareto principa pielietojuma analīzes rezultāti tiek atspoguļoti grafiski ar
Pareto diagrammu. Būtībā tā ir stabiņu diagramma, kuras stabiņi sakārtoti
dilstošā secībā. Katra stabiņa augstums raksturo attiecīgā lieluma biežuma
vērtību līdzīgi kā histogrammā. Tādā veidā stabiņu savstarpējais novietojums
raksturo to savstarpējā svarīguma pakāpes. Ļoti noderīgi Pareto diagrammā
papildus attēlot procentuāli katra stabiņa svaru, kā arī stabiņa pieaugošo
summāro svaru ievērojot iepriekšējo stabiņu svarīgumu (skat. Att. 2.).
10